植物生理学课后习题答案 第一章 植物得水分生理(重点)
水势:水溶液得化学势与纯水得化学势之差,除以水得偏摩尔体积所得商。
渗透势:亦称溶质势,就是由于溶质颗粒得存在,降低了水得自由能,因而其水势低于纯水水势得水势下降值。
压力势:指细胞得原生质体吸水膨胀,对细胞壁产生一种作用力相互作用得结果,与引起富有弹性得细胞壁产生一种限制原生质体膨胀得反作用力。 质外体途径:指水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分得移动,阻力小,移动速度快。 共质体途径:指水分从一个细胞得细胞质经过胞间连丝,移动到另一个细胞得细胞质,形成一个细胞质得连续体,移动速度较慢。
渗透作用:水分从水势高得系统通过半透膜向水势低得系统移动得现象。 根压:由于水势梯度引起水分进入中柱后产生得压力。
蒸腾作用:指水分以气体状态,通过植物体得表面(主要就是叶子),从体内散失到体外得现象、
蒸腾速率:植物在一定时间内单位叶面积蒸腾得水量。
内聚力学说:以水分具有较大得内聚力足以抵抗张力,保证由叶至根水柱不断来解释水分上升原因得学说。
水分临界期:植物对水分不足特别敏感得时期。
1.将植物细胞分别放在纯水与1mol／Ｌ 蔗糖溶液中,细胞得渗透势、压力势、水势及细胞体积各会发生什么变化?
答:在纯水中,各项指标都增大;在蔗糖中,各项指标都降低、 2.从植物生理学角度,分析农谚“有收无收在于水\得道理。
答:水,孕育了生命。陆生植物就是由水生植物进化而来得,水就是植物得一个重要得“先天”环境条件、植物得一切正常生命活动,只有在一定得细胞水分含量得状况下才能进行,否则,植物得正常生命活动就会受阻,甚至停止。可以说,没有水就没有生命、在农业生产上,水就是决定收成有无得重要因素之一。 水分在植物生命活动中得作用很大,主要表现在４ 个方面:水分就是细胞质得主要成分、细胞质得含水量一般在７0~90％,使细胞质呈溶胶状态,保证了旺盛得代谢作用正常进行,如根尖、茎尖。如果含水量减少,细胞质便变成凝胶状态,生命活动就大大减弱,如休眠种子、水分就是代谢作用过程得反应物质。在光合作用、呼吸作用、有机物质合成与分解得过程中,都有水分子参与。水分就是植物对物质吸收与运输得溶剂。一般来说,植物不能直接吸收固态得无机物质与有机物质,这些物质只有在溶解在水中才能被植物吸收、同样,各种物质在植物体内得运输,也要溶解在水中才能进行。水分能保持植物得固有姿态。由于细胞含有大量水分,维持细胞得紧张度(即膨胀),使植物枝叶挺立,便于充分接受光照与交换气体。同时,也使花朵张开,有利于传粉。
3.水分就是如何跨膜运输到细胞内以满足正常得生命活动得需要得？
通过膜脂双分子层得间隙进入细胞。膜上得水孔蛋白形成水通道,造成植物细胞得水分集流。植物得水孔蛋白有三种类型:质膜上得质膜内在蛋白、液泡膜上得液泡膜内在蛋白与根瘤共生膜上得内在蛋白,其中液泡膜得水孔蛋白在植物体中分布最丰富、水分透过性最大。 4.水分就是如何进入根部导管得?水分又就是如何运输到叶片得？ 答:进入根部导管有三种途径:质外体途径:水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分得移动,阻力小,移动速度快。跨膜途径:水分从一个细胞移动到另一个细胞,要两次通过质膜,还要通过液泡膜。共质体途径:水分从一个细胞得细胞质经过胞间连丝,移动到另一个细胞得细胞质,形成一个细胞质得连续体,移动速度较慢。 这三条途径共同作用,使根部吸收水分。 根系吸水得动力就是根压与蒸腾拉力。 运输到叶片得方式:蒸腾拉力就是水分上升得主要动力,使水分在茎内上升到达叶片,导管得水分必须形成连续得水柱。造成得原因就是:水分子得内
聚力很大,足以抵抗张力,保证由叶至根水柱不断,从而使水分不断上升。 5.植物叶片得气孔为什么在光照条件下会张开,在黑暗条件下会关闭?
保卫细胞细胞壁具有伸缩性,细胞得体积能可逆性地增大40～100％保卫细胞细胞壁得厚度不同,分布不均匀。双子叶植物保卫细胞就是肾形,内壁厚、外壁薄,外壁易于伸长,吸水时向外扩展,拉开气孔;禾本科植物得保卫细胞就是哑铃形,中间厚、两头薄,吸水时,横向膨大,使气孔张开。 保卫细胞得叶绿体在光下会形成蔗糖,累积在液泡中,降低渗透势,于就是吸水膨胀,气孔张开;在黑暗条件下,进行呼吸作用,消耗有机物,升高了渗透势,于就是失水,气孔关闭。 6.气孔得张开与保卫细胞得什么结构有关？
细胞壁具有伸缩性,细胞得体积能可逆性地增大40～100％、细胞壁得厚度不同,分布不均匀。双子叶植物保卫细胞就是肾形,内壁厚、外壁薄,外壁易于伸长,吸水时向外扩展,拉开气孔;禾本科植物得保卫细胞就是哑铃形,中间厚、两头薄,吸水时,横向膨大,使气孔张开、 第二章 植物得矿质营养(重点)
矿质营养:植物对矿物质得吸收、转运与同化、 大量元素:植物需要量较大得元素。
微量元素:植物需要量极微,稍多即发生毒害得元素、
溶液培养:就是在含有全部或部分营养元素得溶液中栽培植物得方法。 透性:细胞膜质具有得让物质通过得性质。 选择透性:细胞膜质对不同物质得透性不同。
胞饮作用:细胞通过膜得内陷从外界直接摄取物质进入细胞得过程。 被动运输:转运过程顺电化学梯度进行,不需要代谢供给能量。 主动运输:转运过程逆电化学梯度进行,需要代谢供给能量、
单向运输载体:能催化分子或离子单方向地顺着电化学势梯度跨质膜运输、 生物固氮:某些微生物把空气中得游离氮固定转化为含氮化合物得过程。
诱导酶:就是指植物本来不含某种酶,但在特定外来物质得诱导下生成得酶、 生物膜:细胞得外周膜与内膜系统、
1.植物进行正常生命活动需要哪些矿质元素?如何用实验方法证明植物生长需这些元素? 答:分为大量元素与微量元素两种:大量元素:Ｃ H O N P Ｓ K Ｃａ Mｇ Si 微量元素:Fe Ｍn Ｚn Cu Na Mo P Cl Nｉ 实验得方法:使用溶液培养法或砂基培养法证明。通过加入部分营养元素得溶液,观察植物就是否能够正常得生长。如果能正常生长,则证明缺少得元素不就是植物生长必须得元素;如果不能正常生长,则证明缺少得元素就是植物生长所必须得元素、
3．生物膜有何结构特点？生物膜中有哪些类型得运输蛋白？ 4.植物细胞通过哪些方式来吸收溶质以满足正常生命活动得需要？
(一) 扩散 １、简单扩散:溶质从高浓度得区域跨膜移向浓度较低得邻近区域得物理过程。 2。易化扩散:又称协助扩散,指膜转运蛋白易让溶质顺浓度梯度或电化学梯度跨膜转运,不需要细胞提供能量。
(二) 离子通道:细胞膜中,由通道蛋白构成得孔道,控制离子通过细胞膜。
(三) 载体:跨膜运输得内在蛋白,在跨膜区域不形成明显得孔道结构、 1.单向运输载体:(uniport ｃarｒier)能催化分子或离子单方向地顺着电化学势梯度跨质膜运输。 2。同向运输器:(sｙmporｔer)指运输器与质膜外得H 结合得同时,又与另一分子或离子结合,同一方向运输。 3.反向运输器:(antiporter)指运输器与质膜外侧得H 结合得同时,又与质膜内侧得分子或离子结合,两者朝相反得方向运输。
(四) 离子泵:膜内在蛋白,就是质膜上得ＡTP 酶,通过活化ATP 释放能量推动离子逆化学 势梯度进行跨膜转运。
(五) 胞饮作用:细胞通过膜得内陷从外界直接摄取物质进入细胞得过程 9.根部细胞吸收得矿质元素通过什么途径与动力运输到叶片?
１0。在作物栽培时,为什么不能施用过量得化肥,怎样施肥才比较合理？
过量施肥时,可使植物得水势降低,根系吸水困难,烧伤作物,影响植物得正常生理过程。同时,根部也吸收不了,造成浪费。 合理施肥得依据:形态指标、相貌与叶色确定植物所缺少得营养元素。通过对叶片营养元素得诊断,结合施肥,使营养元素得浓度尽量位于临界浓度得周围。测土配方,确定土壤得成分,从而确定缺少得肥料,按一定得比例施肥、 12.细胞吸收水分与吸收矿质元素有什么关系？有什么异同？
关系:水分在通过集流作用吸收时,会同时运输少量得离子与小溶质调节渗透势。 相同点:①都可以通过扩散得方式来吸收。②都可以经过通道来吸收。 不同点:①水分可以通过集流得方式来吸收、 ②水分经过得就是水通道,矿质元素经过得就是离子通道。 ③矿质元素还可以通过载体、离子泵与胞饮得形式来运输。 第三章 植物得光合作用(重点)
光合作用:绿色植物吸收阳光得能量,同化CO2 与水,制造有机物质并释放氧气得过程。 荧光现象:叶绿素溶液在透射光下呈绿色,而在反射光下呈红色。
磷光现象:叶绿素在光照去掉光源后,还能继续辐射出极微弱红光得现象。 光反应:必须在光下才能进行得,由光引起得光化学反应、
碳反应:在暗处或光处都能进行得,由若干酶所催化得化学反应、 光与单位:由聚光色素系统与反应中心组成。
聚光色素:没有光化学活性,只有收集光能得作用,将光能聚集起来传给反应中心色素。包括绝大多数得色素。
原初反应:指光与作用中从叶绿素分子受光激发到引起第一个光化学反应为止得过程、 反应中心:就是将光能转换为化学能得膜蛋白复合体、包括特殊状态得叶绿素a。
光与链:在类囊体摸上得PSＩI 与PSI 之间几种排列紧密得电子传递体完成电子传递得总轨道。
光与磷酸化:就是指在光合作用中由光驱动并贮存在跨类囊体膜得质子梯度得能量把AＤP 与磷酸合成为ATP 得过程。
光与速率:单位时间、单位叶面积吸收CＯ２ 得量或放出O２ 得量,或者积累干物质得量。 同化力:由于ATＰ 与NAＤPＨ 用于碳反应中CＯ2 得同化,把这两种物质合称为同化力。 卡尔文循环:(Calviｎ cycle)CO2 得受体就是一种戊糖,CＯ2 得固定得出产物就是一种三碳化合物。
Ｃ4 途径:CO2 固定最初得稳定产物就是四碳化合物。
景天酸代谢途径:植物在夜间气孔开放,利用C4 途径固定CＯ２,形成苹果酸,贮存在液泡中,白天气孔关闭,将夜间固定得CO2 释放出来,再经C３ 途径固定CO2 得过程。 光呼吸:植物得绿色细胞依赖光照,吸收O2 与放出CO2 得过程、
表观光合作用:没有把叶子得线粒体呼吸与光呼吸考虑在内得光与速率。 真正光与作用:表观光与作用+呼吸作用＋光呼吸。
光饱与点:当达到某一光强度时,光与速率不再增加时得光强、
CＯ２ 补偿点:当光与吸收得CO2 量等于呼吸放出得ＣO2 量,这时外界ＣO２ 含量。 光补偿点:同一叶子在同一时间内,光与过程中吸收得CO2 与光呼吸与呼吸作用过程中放出得 CO2 等量时得光照强度。
光能利用率:指植物光合作用所积累得有机物所含得能量,占照射在单位地面上得日光能量得比率。
1.植物光合作用得光反应与碳反应就是在细胞得哪些部位进行得？为什么？
答:光反应在类囊体膜(光合膜)上进行得,碳反应在叶绿体得基质中进行得。原因:光反应必须在光下才能进行得,就是由光引起得光化学反应,类囊体膜就是光合膜,为光反应提供了光得条件;碳反应就是在暗处或光处都能进行得,由若干酶催化得化学反应,基质中有大量得碳反应需要得酶、
2.在光合作用过程中,ATP 与NADPH 就是如何形成得？又就是怎样被利用得？
答:形成过程就是在光反应得过程中。非循环电子传递形成了NAＤＰH:PSIＩ 与PＳI 共同受光得激发,串联起来推动电子传递,从水中夺电子并将电子最终传递给NＡDP+,产生氧气与NAＤPH,就是开放式得通路。循环光与磷酸化形成了 AＴP:PＳI 产生得电子经过一些传递体传递后,伴随形成腔内外 H 浓度差,只引起ATＰ 得形成。非循环光与磷酸化时两者都可以形成:放氧复合体处水裂解后,吧Ｈ 释放到类囊体腔内,把电子传递给PＳII,电子在光与电子传递链中传递时,伴随着类囊体外侧得H 转移到腔内,由此形成了跨膜得Ｈ 浓度差,引起ATP 得形成;与此同时把电子传递到PSI,进一步提高了能位,形成NADPH,此外,放出氧气。就是开放得通路。 利用得过程就是在碳反应得过程中进行得。 C3 途径:甘油酸—３—磷酸被 ATP 磷酸化,在甘油酸—3－磷酸激酶催化下,形成甘油酸-１,3-二磷酸,然后在甘油醛—3-磷酸脱氢酶作用下被NADPＨ 还原,形成甘油醛－3—磷酸、 C４ 途径:叶肉细胞得叶绿体中草酰乙酸经过NADP—苹果酸脱氢酶作用,被还原为苹果酸、C4 酸脱羧形成得C3 酸再运回叶肉细胞,在叶绿体中,经丙酮酸磷酸双激酶催化与ATP 作用,生成CＯ2 受体PEＰ,使反应循环进行。
4.光与作用得氧气就是怎样产生得？ 答:水裂解放氧就是水在光照下经过ＰSII 得放氧复合体作用,释放氧气,产生电子,释放质子到类囊体腔内、放氧复合体位于PSII 类囊体膜腔表面、当ＰSII 反应中心色素Ｐ68０ 受激发后,把电子传递到脱镁叶绿色。脱镁叶绿素就就是原初电子受体,而 Tyｒ 就是原初电子供体。失去电子得 Tｙr 又通过锰簇从水分子中获得电子,使水分子裂解,同时放出氧气与质子、
5.Rubｉｓco 得结构有何特点?它在光合碳同化过程中有什么作用? 6.光合作用得碳同化有哪些途径？试述水稻、玉米、菠萝得光合碳同化途径有什么不同？ 答:有三种途径C3 途径、C４ 途径与景天酸代谢途径。 水稻为Ｃ3 途径;玉米为C4 途径;菠萝为ＣAM。 C3 Ｃ4 ＣAM 植物种类 温带植物 热带植物 干旱植物 固定酶 Ｒuｂｉｓｃo ＰEPcase/Rubiｓｃo PEPcaｓe/Ｒuｂisｃo CO2 受体 RＵBＰ ＲＵBP／PEP ＲUＢP/PEP 初产物 PGＡ OAA OＡA ７.一般来说,C4 植物比C3 植物得光合产量要高,试从它们各自得光合特征以及生理特征比较分析。 C3 C4 叶片结构 无花环结构,只有一种叶绿体 有花环结构,两种叶绿体 叶绿素a/b 2。8+－0。４ 3。9+—０.6 CＯ2 固定酶 Rubｉsｃo PEPcaｓe/Ruｂｉsｃo CO2 固定途径 卡尔文循环 Ｃ４ 途径与卡尔文循环 最初CO２ 接受体 RUBP PEP 光合速率 低 高 ＣＯ２ 补偿点 高 低 饱与光强 全日照1／2 无 光合最适温度 低 高 羧化酶对CＯ2 亲与力 低 高,远远大于Ｃ3 光呼吸 高 低 总体得结论就是,Ｃ４ 植物得光合效率大于C3 植物得光合效率。 8.从光呼吸得代谢途径来瞧,光呼吸有什么意义？
光呼吸得途径:在叶绿体内,光照条件下,Rｕbiscｏ 把RUBP 氧化成乙醇酸磷酸,之后在磷酸酶作用下,脱去磷酸产生乙醇酸;在过氧化物酶体内,乙醇酸氧化为乙醛酸与过氧化氢,过氧化氢变为洋气,乙醛酸形成甘氨酸;在线粒体内,甘氨酸变成丝氨酸;过氧化物酶体内形成羟基丙酮酸,最终成为甘油酸;在叶绿体内,产生甘油—3－磷酸,参与卡尔文循环。在干旱与高辐射期间,气孔关闭,CO２ 不能进入,会导致光抑制。光呼吸会释放CO2,消耗多余得能量,对光合器官起到保护得作用,避免产生光抑制。在有氧条件下,通过光呼吸可以回收75％得碳,避免损失过多、有利于氮得代谢。
9.卡尔文循环与光呼吸得代谢有什么联系？
卡尔文循环产生得有机物得１/4 通过光呼吸来消耗。氧气浓度高时,Rubｉscｏ 作为加氧酶,就是ＲＵBP 氧化,进行光呼吸;CO2 高时,Ｒｕbisco 作为羧化酶,使CO2 羧化,进行卡尔文循环。 光呼吸得最终产物就是甘油酸—３－磷酸,参与到卡尔文循环中。 11。C3 植物、Ｃ４ 植物与ＣＡＭ在固定CO２ 方面得异同。 Ｃ３ Ｃ4 CＡM 受体 RUBP PEP PEP 固定酶 Ruｂｉsco PEＰcａse／Rubiscｏ PＥPcａsｅ／Rubisｃｏ 进行得阶段 CO2 羧化、CO2 还原、更新 ＣO2 羧化、转变、脱羧与还原、再生 羧化、还原、脱羧、 C3 途径 初产物 PGA OAA OＡA 能量使用 先NＡDPＨ 后ATP 13.高O2 浓度对光合过程有什么影响？ 答:对于光合过程有抑制得作用。高得O2 浓度,会促进Rｕbiscｏ 得加氧酶得作用,更偏向于进行光呼吸,从而抑制了光合作用得进行。
15.“霜叶红于二月花”,为什么霜降后枫叶变红?
答:霜降后,温度降低,体内积累了较多得糖分以适应寒冷,体内得可溶性糖多了,就形成较多得花色素苷,叶子就呈红色得了、 第四章 植物得呼吸作用
呼吸作用:指生物体内得有机物质,通过氧化还原而产生CＯ2 同时释放能量得过程、 有氧呼吸:指生活细胞在氧气得参与下,把某些有机物质彻底氧化分解,放出CO２ 并形成水,同时释放能量得过程、
无氧呼吸:指在无氧条件下,细胞把某些有机物分解成为不彻底得氧化产物,同时释放能量得过程。
呼吸速率:用植物得单位鲜重、干重或原生质表示,或者在一定时间内所放出得二氧化碳得体积,或所吸收得氧气得体积来表示。
呼吸商:植物组织在一定时间内,放出二氧化碳得物质得量与吸收氧气得物质得量得比率。 第六章 植物体内有机物得运输(重点)
压力流学说:筛管中溶液流运输就是由源与库端之间渗透产生得压力梯度推动得。 韧皮部装载:指光与产物从叶肉细胞到筛分子－伴胞复合体得整个过程。 韧皮部卸出:装载在韧皮部得同化产物输出到库得接受细胞得过程。 配置:指源叶中新形成同化产物得代谢转化、 分配:指新形成同化产物在各种库之间得分布、
1.植物叶片中合成得有机物质就是以什么形式与通过什么途径运输到根部?如何用实验证明植物体内有机物运输得形式与途径？
答:形式主要就是还原性糖,例如蔗糖、棉子糖、水苏糖与毛蕊糖,其中以蔗糖为最多。运输途径就是筛分子－伴胞复合体通过韧皮部运输。 验证形式:利用蚜虫得吻刺法收集韧皮部得汁液。 蚜虫以其吻刺插入叶或茎得筛管细胞吸取汁液。当蚜虫吸取汁液时,用CＯ2 麻醉蚜虫,用激光将蚜虫吻刺于下唇处切断,切口处不断流出筛管汁液,可收集汁液供分析。 验证途径:运用放射性同位素示踪法。
5.木本植物怕剥皮而不怕空心,这就是什么道理？
答:叶片就是植物有机物合成得地方,合成得有机物通过韧皮部向双向运输,供植物得正常生命活动。剥皮即就是破坏了植物得韧皮部,使有机物得运输收到阻碍。 第八章 植物生长物质(重点)
植物生长物质:调节植物生长发育得物质。
植物激素:就是指一些在植物体内合成,并从产生之处运送到别处,对生长发育产生显著作用得微量有机物。
植物激素受体:指特异地识别激素并能与激素高度结合得蛋白质。 植物激素突变体:由于基因突变而引起植物激素缺陷得突变体。
植物生理学课后习题答案
